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REvolutionising the use of coherent x-ray diffraction for structural crystallography Applied to CaTalysis

Descrizione del progetto

Un nuovo modo di osservare i catalizzatori all’opera

L’industria chimica costituisce la colonna portante della vita moderna, tuttavia gran parte della sua efficienza si basa su un processo che rimane sorprendentemente poco trasparente. I catalizzatori sono responsabili della produzione di quasi tutti i prodotti chimici industriali. Tuttavia, poiché queste reazioni avvengono a temperature e pressioni estreme, è difficile catturare i mutamenti strutturali fugaci e gli stati intermedi che determinano la durata e l’efficienza di un catalizzatore. Il progetto REACT, finanziato dal CER, mira a colmare questa lacuna conoscitiva. Utilizzerà una suite di imaging 3D non invasivo e spettroscopia per monitorare i nanocatalizzatori in situ. Integrando la radiazione di sincrotrone ad alta intensità con la modellizzazione predittiva basata sull’intelligenza artificiale, il progetto osserverà le trasformazioni su scala atomica mentre avvengono in tempo reale.

Obiettivo

Heterogeneous (electro-, photo-) catalysis is at the heart of our modern chemical industry, driving 90% of chemical manufacturing processes. Key challenges include measuring reaction kinetics, identifying intermediates and bridging the “pressure” and “materials” gaps. To study the behaviour of individual nanocatalysts involved in chemical reactions, I will develop new, faster structural and chemical characterisation systems and state-of-the-art in situ monitoring techniques to address catalytic problems. The REACT project will revolutionise our understanding of near-industrial catalysis by overcoming current limitations in pressure and materials science by integrating fast in situ non-invasive three-dimensional imaging of single catalysts with spectroscopy to achieve 3D nanospectroscopic imaging during catalysis. This innovative method will operate at high temperature, pressure and in complex environments, providing atomic resolution and high temporal precision. Taking advantage of 4th generation synchrotron sources, new revolutionary charge-integrating detectors and my recognised expertise in synchrotron coherent X-ray diffraction microscopy, the project will enable 3D study of both the chemistry and structure of nanocatalysts under realistic reaction conditions with unprecedented spatial, temporal and energy resolution, to identify reaction intermediates during catalysis for a deeper understanding of the phenomena critical to nanocatalysis: activity, selectivity, reusability and sustainability. Experiment is nothing without simulation. We will use state-of-the-art atomistic capabilities developed by AI to reveal the full dynamics of catalytic mechanisms, setting a new standard in the integration of computational and experimental sciences. My project will shed light on the most relevant unsolved issues (durability, activity, ...) that limit the efficiency of today's processes and will open new horizons with outstanding impact in catalytic research.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) ERC-2024-ADG

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Istituzione ospitante

COMMISSARIAT A L ENERGIE ATOMIQUE ET AUX ENERGIES ALTERNATIVES
Contributo netto dell'UE
€ 1 927 500,00
Indirizzo
RUE LEBLANC 25
75015 Paris
Francia
Regione
Ile-de-France Ile-de-France Paris
Tipo di attività
Research Organisations
Collegamenti
Costo totale
Nessun dato

Beneficiari (2)